Polierabfall: Der unterschätzte Kostentreiber in Polierverfahren

Durch den Einsatz abfalloptimierter Polierpasten Kosten senken und die Umwelt schonen

Polierabfälle sind schlecht für die Umwelt. Ihre Entsorgung ist problematisch und wird zunehmend teurer. Wer Polierverfahren optimieren will, muss deshalb auch über die Abfallmengen nachdenken. Die Abfallproduktion von Polierpasten bzw. -verfahren ist messbar. Anhand des „Polishing Waste Indicator“ (PWI) kann die Abfallproduktion von Pasten, Ringen und Verfahren beurteilt werden. Bei Einkaufsentscheidungen können damit künftig auch Entsorgungs- und Umweltaspekte berücksichtigt werden.

Die wichtigsten Erkenntnisse im Überblick:

Polierabfälle sind umweltschädlicher Sondermüll. Ihre Entsorgung wird immer teurer.
Die Kosten für Lagerung, Transport und Entsorgung von Polierabfällen werden bei der Berechnung der Prozesskosten oft nicht berücksichtigt.
Die Abfallproduktion kann durch die Optimierung von Pasten und Verfahren minimiert werden.
Es gibt Messverfahren, mit denen die Abfallproduktion jedes Polierprozesses bestimmt werden kann.

Neuer Blick auf die Kosten von Polierverfahren

Nach herkömmlicher Betrachtung entfallen 90% der Gesamtkosten einer automatisierten Schleif- und Polieranlage auf Personal, Abschreibungen, Wartung und Energie. Nur 10% der Kosten entfallen auf Prozessmittel (Pasten und Ringe). Die Entsorgungskosten von Polierabfällen werden bisher oft nicht dem Verfahren zugeordnet. Bezieht man sie mit ein, so zeigt sich, dass die Verfahrenskosten deutlich höher sind und, dass die Polierabfälle zwischen 5% und 20% der Gesamtkosten verursachen.

Die Vermeidung von Polierabfall senkt Prozesskosten und schont die Umwelt

Polierabfälle enthalten pflanzliche oder tierische Fette, Abrieb von Polierringen sowie Metallpartikel. Diese Zusammensetzung ist in mehrfacher Hinsicht problematisch. Polierabfälle wirken aufgrund ihres hohen Brennwerts und der großen Oberfläche als brandbeschleunigend und können sich unter bestimmten Umständen sogar selbst entzünden. Im Bereich der Leichtmetallabfälle müssen diese in der Regel gem. ADR (Europäisches Übereinkommen über den Transport gefährlicher Güter auf der Straße) als „gefährlicher Abfall“ deklariert werden. Aus diesen Gründen sind Zwischenlagerung, Transport und thermische Verwertung dieser Abfälle kostspielig. Betriebe, die nennenswerte Abfallmengen produzieren, müssen deshalb aus Umwelt- und aus Kostengründen ein Interesse daran haben die Polierabfälle in alle verfahrenstechnischen Betrachtungen einzubeziehen.

Methodik zur Bestimmung der Abfallmenge

Polierabfälle setzen sich aus Pastenresten (30-95%) , Werkstück-Abtrag (<2%) und Faserresten des Polierwerkzeugs (5-60%) zusammen. Die Gewichtsanteile werden mit der sogenannten Eintragsmethode bestimmt. Generelle Erkenntnis: die Abfallmenge – gemessen in Gramm Abfall/Abtrag – kann um bis zu 200% steigen, wenn der Polierprozess nicht optimal gefahren wird. Die Abfallmenge hängt wesentlich von Art und Menge der Paste, von der Scheibenqualität und von den Prozessparametern wie z.B. dem Anpressdruck und der Schnittgeschwindigkeit ab. Ist das Verfahren und die Prozessmittel optimal abgestimmt, lässt sich die Abfallmenge wesentlich reduzieren. Da die Polierpaste den größten Gewichtsanteil am Abfall hat, liegt ein starker Hebel zur Abfall-Minimierung bei der Auswahl sparsamer aber wirkungsvoller Pasten und bei der Feinabstimmung der Prozessparameter. Der PWI (Polishing Waste Indicator) von zwei Polierpasten kann unter sonst gleichen Bedingungen um bis zu 50% differieren. Bei einem Betrieb mit einem Jahresverbrauch von 100 Tonnen Polier-Emulsion kann diese Differenz 50 Tonnen weniger Abfall pro Jahr verursachen.

Abbildung 1: Abfallzusammensetzung der Einzelkomponenten normiert auf 1g Aluminiumabtrag

Abfalloptimierte Pasten und Verfahren: Gut für die Umwelt, gut für den Profit

Eine auf den ersten Blick preiswerte Polierpaste kann hohe Abfallmengen produzieren. Betriebe, die sich rein auf Leistungswerte und den Preis einer Paste fokussieren, zahlen doppelt: Einmal für die Paste selbst sowie zusätzlich für die teure Entsorgung großer Polier-Abfallmengen. Klar im Vorteil sind Betriebe, die die PWI-Kennzahlen Ihrer Verfahren kennen und bei der Beschaffung mit berücksichtigen. Das wirkt sich positiv auf das Unternehmensergebnis aus und nützt der Umwelt.

Polierabfälle sind häufig als „gefährlicher Abfall“ gemäß ADR zu entsorgen. Sie sind ökologisch problematisch und verursachen hohe Entsorgungskosten. Die Polierpasten machen einen großen Anteil an den Polier-Abfällen aus. Deshalb ist es möglich, durch abfalloptimierte Pasten die Umwelt zu schonen und die Kosten zu senken. Die PWI-Kennzahl gibt an, wieviel Abfall eine Paste pro Gewichtseinheit Abrieb erzeugt. Diese End-to End Betrachtung des Polierprozesses verbessert die Kostentransparenz und zeigt Ansatzpunkte für eine ökologische Kostenoptimierung auf.

Über den Autor: Menzerna

Menzerna hat eine Messmethodik entwickelt, mit der die Polierabfallmenge in Abhängigkeit zu den gewählten Parametern berechnet werden kann. Als Spezialist für die Optimierung von Polierverfahren zeigt Menzerna seinen Kunden damit weitere Kosteneinsparpotentiale auf. Menzerna kann datenbasiert aufzeigen, dass die größten Kostenhebel im Verfahren selbst liegen. Hinzu kommen die stark ansteigenden Kosten für die Entsorgung kritischer Polierabfälle. Daher ist die Entscheidung für ein Verfahren oder eine Paste von Menzerna neben der Entscheidung für mehr Wirtschaftlichkeit auch eine Entscheidung für mehr Umweltschutz.